книги из ГПНТБ / Шорин А.И. Производство спирального металлорежущего инструмента методом скручивания двух металлов
.pdfиз которой изготовляют корпусы фрез, обладает мень шими прочностными свойствами по сравнению с нагре той до такой же температуры сталью Р9 или Р18. При
скручивании металл корпуса врезается (вдавливается)
в пазы ножей.
При расчетах диаметральных размеров заготовок следует учитывать размеры зажимных технологических колец. Оснастка, применяемая при скручивании, по раз
мерам должна соответствовать размерам заготовки. Ма лейшее несовпадение диаметральных размеров приводит к нерациональным затратам времени и может повлечь за собой брак.
Расчет угла наклона спирали, образующегося после скручивания инструмента, производится с учетом техно логических особенностей процесса скручивания.
Теоретически при однородности металла, равномер ном сечении заготовки и равномерном нагреве после скручивания должна получаться равномерно наклонен
ная спираль. Но практически этого не достигают, так как в поперечных сечениях заготовок наблюдаются незначи тельные различия. Кроме того, часто нарушается равно
мерность нагрева заготовок и неоднородности металла.
Поэтому в конечном счете угол наклона спирали и шаг получаются с отклонением на 3—5° на 100 мм длины ре жущей части инструмента.
Неравномерность угла наклона спирали и шага отри цательно на процессе резания металлов не отражается. В процессе фрезерования фрезами, изготовленными ме тодом свободного скручивания, установлено, что образо
вание стружки и отделение ее от основного металла про текает с меньшими усилиями резания.
Установлено также, что прерывность линии резания
обеспечивается без стружколомов. Следовательно, нерав номерность наклона спирали является положительным фактором.
В инструментальной практике имеется много случаев,
когда для получения высококачественного отверстия
рекомендуют изготовлять развертки с неравномер ным шагом зубьев (с различными углами наклона спи рали) .
Опыт работы Московского автомобильного завода им. Лихачева также подтверждает, что угловые зенковки
9
с неравномерным шагом обеспечивают более чистую об работку поверхности.
Ленинградский новатор производства т. Карасев до
стиг хороших результатов при |
фрезеровании фрезами |
с неравномерным шагом. |
развертками, изготов |
При развертывании отверстий |
ленными методом скручивания, достигается высокая чистота отверстий, превосходящая чистоту, полученную при развертывании отверстий развертками, изготовлен
ными методом фрезерования.
Твердость режущей части спирального инструмента после термообработки (закалки и отпуска), измеренная по фаскам или по задней поверхности зубьев, должна быть в пределах Rc — 62 -^-65.
Твердость корпуса и хвостовой части инструмента дол жна лежать в пределах Rc = 25 -s- 35.
Режущий инструмент, изготовляемый методом скру
чивания, должен быть выполнен по размерам и допускам согласно действующим нормалям и соответствующим чертежам завода на витой инструмент. Угол наклона спи рали должен быть выполнен у четырехзубых зенкеров всех размеров с допуском +2°, а у инструмента, который изготовляется с предварительным фрезерованием про филя зуба, с допуском в пределах +3-:-10° по длине
100 мм.
Для всего насадного режущего инструмента (зенке
ров, фрез, разверток) после фрезерования по передней грани допускается уменьшение толщины ножа по всей
длине на 0,5—2 мм. В случае необходимости допускается заварка зазоров между корпусом и ножом в нижней ча сти торца качественным электродом, с последующей за чисткой.
Для всего хвостового инструмента (фрез, разверток,
зенкеров и сверл) после скручивания и заточки допу скается уменьшение толщин ножа по всей длине на 0,5— 2 мм. В случае необходимости допускается заварка зазо ров между корпусом и ножом торцовой и хвостовой части фрез (без торцового резания) качественным электродом,
с последующей зачисткой.
Форма задней грани зуба может иметь откло нение от чертежа при сохранении объема стружечной канавки.
10
3. Материалы, применяемые при изготовлении
спирального инструмента методом скручивания
Режущие части спиральных инструментов в зависимо сти от их назначения изготовляют из стали Р9 или Р18.
Материалом для корпусов фрез и зенкеров служит
конструкционная сталь марки 55С2 или 60С2.
4. Типы конструкций заготовок для изготовления спиральных инструментов методом скручивания
Конструкции заготовок для изготовления концевых фрез методом скручивания в горячем состоянии делятся
на три группы:
1) заготовки для концевых фрез с диаметром хвосто вика, меньшим диаметра режущей части (фиг. 1);
2)заготовки для концевых фрез с диаметром хвосто
вика, большим диаметра режущей части (фиг. 2);
3)заготовки для насадных зенкеров или насадных
цилиндрических фрез (фиг. 3).
Заготовки каждой группы рассчитываются на изго товление спирального инструмента с размерами диамет ром 40—160 мм. Наибольшая длина заготовок не должна
превышать 700 мм.
Для удобства ведения расчетов общая длина заготов ки делится на части (фиг. 1,2 и 3):
Zo — средняя рабочая часть;
Zj — переходные шейки для технологических
сменных колец (нижних и верхних);
/2, Z3 и Z6 — концевые части, предназначенные для за крепления заготовки при скручивании (одна концевая часть у заготовок для фрез является вспомогательной и в дальнейшем отрезается).
Для скручивания хвостовые части могут быть выпол нены в двух вариантах: в виде квадратов или круглые,
в зависимости от способа крепления и конструкции при
способления для захвата.
5. Расчет размеров корпусов инструментов
Диаметральные и часть линейных размеров заготовок
(фиг. 1, 2 и 3) определились экспериментальным путем
11
ОКРУГОМ
Фиг. I.
V4 КРУГОМ
в процессе длительного изучения на заводе ряда вариан тов при освоении производства спиральных инструментов методом скручивания. В зависимости от номинального диаметра D режущей части инструмента исполнительные размеры заготовки определяются согласно табл. 1.
|
Таблица 1 |
Таблица 2 |
||
Исполни |
При |
При |
При |
|
тельные |
Z3 в мм |
|||
размеры |
D<60 мм |
£)>60 мм |
D в мм |
|
заготовки |
|
|
|
|
D. |
D-\-2 мм 7)4-3 мм |
До 40 |
60 |
|
d2 |
Di—2 мм Di—3 мм |
40-50 |
70 |
|
Н |
£>4-4 мм D 4-5 мм |
50-65 |
80 |
|
к |
10 мм |
15 мм |
65-100 |
95 |
У заготовок для фрез с диаметром режущей части, |
||||
большим диаметра хвостовой |
части, размеры |
£>3 и |
принимаются одинаковыми (фиг. 1), при этом диаметр Z)4 заготовки должен быть больше наибольшего диа метра хвостовика готовой фрезы на 3—5 мм (припуск на обработу).
Длина /з концевой технологической части заготовки определяется в зависимости от диаметра режущей части
инструмента согласно табл. 2.
Припуск К (фиг. 1) на обработку торца хвостовой части фрезы также определяется в зависимости от диа
метра режущей части фрезы согласно табл. 3.
|
Таблица 3 |
|
Таблица 4 |
При D в мм |
Л в мм |
При D в мм |
I. |
До 60 |
5 |
До 40 |
0 |
60-100 |
6 |
40-60 |
5 |
Свыше 100 |
8 |
60-100 |
10 |
Размер Zs перехода режущей пластинки (ножа) на |
|||
шейку определяется тоже в |
зависимости |
от диаметра |
режущей части фрезы согласно табл. 4.
13
Размер li (фиг. 2) хвостовой части заготовки (зажим ного конуса фрезы) определяется по формуле
4 = 4—(4 + 4), (1)
где 1Х— общая длина хвостовой части заготовки; Zj — длина шейки для упорных колец;
Z6— технологический припуск на концевую часть пластины у хвостовика.
Определение величины /6 хвостовой части заготовки для фрез, у которых диаметр режущей части меньше диаметра зажимного хвостовика (фиг. 2), производится
по формуле |
4 = 4+ 4Г—4, |
|
|
|
(2) |
|||
|
|
|
|
|||||
где 4 — длина |
технологической |
шейки |
заготовки для |
|||||
фрез с диаметром режущей части, |
меньшим |
|||||||
диаметра хвостовика. |
Диаметр |
D5 |
хвостовой |
|||||
|
Таблица 5 |
|
||||||
|
части |
заготовки |
(фиг. |
2) |
||||
|
|
определяется |
в зависимости |
|||||
При Dx в мм |
в мм |
от |
наибольшего |
диаметра |
||||
|
|
хвостовика |
готовой |
фрезы |
||||
До 80 |
Dx-\~ 5-Цб |
согласно табл. 5. |
|
|
|
|||
|
Определение размера |
1з |
||||||
Свыше 80 |
Dx + 6ч-8 |
|
||||||
(фиг. |
2) производится |
по |
||||||
|
|
формуле |
|
|
|
|
||
|
Zg — Z -J- Z3 + 4 + (Z7 — 4), |
|
|
|
(3) |
|||
где Z — наибольшая длина ножей для |
концевых фрез |
|||||||
до скручивания; |
упорного кольца; |
|
|
|
||||
Zj — длина шейки для |
|
|
|
|||||
Z3 — длина технологической |
зажимной части заго |
|||||||
товки до скручивания; |
длины |
шейки |
готовой |
|||||
Z7 = ZW— С (здесь 1Ш— размер |
||||||||
фрезы, а С—припуск на подрезку конуса). |
||||||||
Определение общей длины |
заготовки для концевых |
фрез с диаметром режущей части, большим диаметра
хвостовика (фиг. 1), определяется по |
формуле |
Lr = l + l^l3 + l2, |
(4) |
где 1ч —длина хвостовой части под зажимной конус.
14
Общая длина L% заготовки для кониевых фрез с диа метром режущей части, меньшим диаметра хвостовика (фиг. 2), определяется по формуле
^2= 4 + 4- |
(5) |
Определение общей длины £3 заготовки для насадных |
|
зенкеров (фиг. 3) производится по формуле |
|
Zs = Zo Н-2/г-Ь 2Z3, |
(6) |
где /о — длина заготовки ножа до скручивания.
6. Расчет размеров режущей части инструментов
Размеры поперечного сечения ножей (пластин) опре деляются по конструктивным соображениям при прочер чивании торцового профиля фрезы или зенкера (фиг. 4
и 5). При этом должна обеспечиваться достаточная
прочность спинки зуба.
Поперечное сечение ножей определяется, как пра
вило, размерами полосовой быстрорежущей стали Р9 и
Р18, выпускаемой промышленностью согласно ГОСТу
4405-48.
Полосы выпускаемой быстрорежущей стали обычно
имеют следующие размеры а и Ь, где |
а — ширина по |
||
лосы; Ь — толщина в мм: |
10X5; 10X6; 12X4; 12X5; |
||
12 X 6; 14X6; 16X4; |
16X5; 20 X 5; |
20 X 6; 20 X 8; |
|
20 X 10 и т. д. (см. ГОСТ 4405-48). |
|
||
Размер h высоты пластин (фиг. 1) определяется по |
|||
формуле |
h=H |
(7) |
|
|
|||
где Н—суммарная высота двух противоположных но |
|||
|
жей совместно с толщиной тела корпуса между |
основаниями противоположных пазов (фиг. 6);
D — диаметр готовой фрезы (или зенкера);
Ао—глубина паза корпуса.
Глубина ho пазов в корпусе (фиг. 7), предназначен ных для запрессовки ножей, зависит от числа ножей (ре жущих зубьев) и определяется прочерчиванием в мас
штабе торцового сечения фрезы, так как незначительная ошибка в подборе этой величины может привести
к ослаблению корпуса и всего инструмента.
15
Сечение по Вв |
КОСТАЛЬНОЕ |
Фиг. 4. Заготовки ножей для концевых фрез из стали Р9 или Р18.
|
КОСТАЛЬНОЕ |
Сечение по В В |
Сечение no АА |
Фиг. 5. Заготовки ножей для |
насадных зенкеров |
из стали Р9 или |
Р18. |
16
Определение толщины пластины В производится также при прочерчивании торцового профиля (фиг. 8 и 9). При этом не следует выбирать наибольшую тол щину пластины, так как это приведет к ослаблению кор пуса, а слишком тонкая пластина ограничит количество допустимых переточек инструмента.
Номинальный размер В заготовки режущей пластины
определяется (при прочерчивании) величиной, меньшей
Фиг. 9.
на 0,3 мм, при толщине пластины до 10 мм и на 0,5 мм
при толщине пластины свыше 10 мм, чем толщины полос быстрорежущей стали, используемой для проектируе мого инструмента.
Уменьшение размера В против толщины пластины,
заготовляемой из стандартной полосы, необходимо для обеспечения припуска на шлифовку боковых сторон. Длина пластины I (фиг. 4) для концевых фрез опреде ляется по формуле
I — 1ф |
4 + к + т> |
(8) |
где 1ф — длина режущей части готовой |
фрезы; |
|
т — технологический |
припуск на |
концевую часть |
пластины- у переднего торца. |
|
2 зш. з/юоз |
17 |
Технологический припуск т рассчитывается на усадку при скручивании и на обработку торца и определяется в зависимости от диаметра D готовой фрезы согласно табл. 6.
|
|
|
Таблица 6 |
При D в мм |
Припуск на оСра |
Припуск на усал- |
Обший припуск |
ботку торца в мм |
ку при скручива |
т в мм |
|
|
|
нии В ММ |
|
До 40 |
4 |
6 |
10 |
40-60 |
5 |
7 |
12 |
60-1С0 |
6 |
10 |
16 |
Определение длины /0 пластины для заготовок насад
ных зенкеров (фиг. 5) |
производится по формуле |
|
||
/о = (/р+/ + у)г«, |
(9) |
|||
где zK— количество |
инструментов (зенкеров) в |
одной |
||
заготовке; |
|
|
готового инструмента; |
|
1р — длина режущей части |
||||
/—припуск на разрезку заготовки и подрезку |
||||
торцов; |
|
пластин при скручивании. |
||
у — припуск на усадку |
||||
Величины f и у определяются в зависимости от диа |
||||
метра готового инструмента, |
согласно табл. 7. |
|
||
|
|
|
Таблица 7 |
|
При D в мм |
/ • мм |
У |
|
|
До 40 |
5,5 |
6 |
|
|
40-60 |
|
7 |
7 |
|
60-100 |
|
8 |
10 |
|
Количество зенкеров в одной заготовке определяется
применительно к имеющемуся на заводе оборудованию,
на котором скручиваются заготовки. .
18